Til venstre lyser en stjerne, og fra den breder farvede bølger sig ud efter hinanden — lyserød, cyan, violet —, hver med sin egen forsinkelse, så cirklerne aldrig falder sammen. Over dem gløder to tåger, der langsomt skifter form, og rundt om blinker stjerner, hvis perioder er valgt indbyrdes inkommensurable. Langs skalaen forneden løber et cyanfarvet mærke fra stjernen og når præcis stregen ved ét lysår, hvor en lyserød streg venter: det er selve målingen — lysets vej på et år, afsat på en lineal. Bogstaverne i midten er de samme på alle sprog; navnet på hvert sprog står under pladen.
Enhed uden for SI · astronomi · længde
Lysår, ly
En lineal, hvis inddeling lyset afmåler
Længdeenhed · lysets vej i vakuum på et juliansk år · 9 460 730 472 580 800 m
Ordet er ikke opfundet af astronomer, men af formidlere, og fagfolkene rynkede først på næsen: det forekom dem absurd at måle en afstand i tid, og tilmed i et år, som hver kalender tæller på sin måde. Anskueligheden vandt alligevel, for sætningen „lyset er fire år om at nå den nærmeste stjerne” forstår enhver, der nogensinde har ventet på et brev, mens et tal i millioner af millioner kilometer ikke siger fantasien noget.
Fordelen ved denne enhed er, at den sammen med afstanden fortæller billedets alder. Når vi ser på Proxima, ser vi den, som den var for fire og et kvart år siden, og når vi ser på Andromedatågen — som den var, da der endnu ikke fandtes et eneste menneske af moderne type på Jorden. Et teleskop er i den forstand ikke så meget et forstørrelsesglas som en maskine, der viser fortiden, og den viser forskellige dele af himlen i forskellige epoker på én gang.
Enhedens eksakte værdi stammer ikke fra en måling, men fra to aftaler: lysets hastighed i vakuum er fastlagt som et eksakt antal meter pr. sekund, og det år, der bruges, er det julianske, præcis enogtredive millioner fem hundrede og syvoghalvtreds tusind seks hundrede sekunder. Gang det ene med det andet, og du får lysårets længde til sidste ciffer, helt uden usikkerhed. Usikkerheden opstår først senere, når denne lineal lægges mod den virkelige himmel.
Det internationale symbol er to små latinske bogstaver, ly, uden punktummer og uden mellemrum imellem; på dansk skriver man „lysår”, men i tabeller og diagramtekster sætter man netop ly, fordi teksten så kan læses i ethvert land. Multipla dannes med de sædvanlige præfikser: kly, Mly, Gly — tusind, en million og en milliard lysår.
Et lysår er en afstand, og ordet „år” i det ændrer intet: at sige „vi fløj i tolv lysår” er lige så absurd som at sige „vi gik i tolv kilometer i timen”. Det skal heller ikke forveksles med parsec, der er lidt over tre og et kvart lysår, eller med året som tidsrum: definitionen bruger det julianske år på præcis tre hundrede og femogtres og et kvart døgn, ikke det tropiske og ikke kalenderåret.
01 · Definition
lysets vej på et år · billedets alder · rejsetid for et skibEt lysår er den strækning, lyset tilbagelægger i vakuum på et juliansk år, det vil sige på tre hundrede og femogtres og et kvart døgn á seksogfirs tusind fire hundrede sekunder. Definitionen indeholder to størrelser, begge fastlagt eksakt, og derfor er også deres produkt eksakt: her er ingen normal, ingen måling og ingen korrektioner — kun multiplikationen af to aftalte tal.
Ordene „i vakuum” i definitionen er ikke pynt. I luft, i glas og i interstellar gas går lyset langsommere, og hvis enheden blev defineret ved en virkelig stråle, ville dens længde afhænge af, hvilken del af himlen strålen havde krydset. Det astronomiske vakuum er næsten fuldkomment, men korrektionen for stof er stadig mærkbar for radiobølger, og derfor indeholder definitionen netop hastigheden i vakuum.
Den anden finesse er, hvilket år der tages. Det tropiske år er omkring elleve minutter kortere end det julianske, kalenderåret skifter længde igen og igen, og det sideriske er længere; forskellen ender i milliontedele, hvilket ikke er lidt for astronomien. Den Internationale Astronomiske Union valgte det julianske år netop for dets bestandighed: det er hverken bundet til Jordens rotation eller til dens bane om Solen og ændrer sig derfor ikke med tiden.
Endelig har størrelsen en egenskab, som hverken meteren eller parsec har: den siger straks, hvor sent vi er på den. Afstanden i lysår er billedets alder, og ethvert himmelkort viser sig at være et kort over forskellige epoker, syet sammen til ét billede. For denne egenskabs skyld tolererer fagfolkene enheden, selv om de i artikler foretrækker parsec: den er afledt af en direkte målt vinkel og ikke af tid.
Hvem vi ser, og hvem vi når
I scenens øverste halvdel lyser et objekt, og fra det går en bølge mod os: så længe den er på vej, ser vi ikke stjernen, men dens fortid, og teksten ved okularet viser det år, hvor lyset tog af sted. Afstandsskyderen flytter objektet fra kanten af solsystemet til nabogalakserne, og med det skifter den epoke, vi iagttager. I den nederste halvdel flyver et skib mod det samme objekt, og det har to ure: det violette bliver på Jorden, det lyserøde går om bord. Den anden skyder accelererer skibet, og jo nærmere det kommer lysets hastighed, desto mere skiller visningerne sig ad — indtil en rejse, der fra Jorden tager århundreder, skrumper til få år for besætningen. Bemærk, at skibet ikke kan overhale lyset ved nogen indstilling: det lyserøde mærke bliver altid bag det cyanfarvede.
02 · Omregning
afstande · lys på vej · flyvning tæt på lysets hastighedÉn afstand i seks skikkelser
Den første fane omregner den indtastede afstand til andre enheder — fra parsec og astronomiske enheder til lysdøgn og almindelige kilometer. Den anden viser, lys fra hvilke epoker der når os fra kendte objekter. Den tredje regner en flyvning ud: hvor mange år den tager efter Jordens ur, og hvor mange efter skibets ved forskellige farter.
Huskeregel: en parsec er lidt over tre lysår, et lysår lidt over treogtres tusind astronomiske enheder, og lyset fra Solen er godt otte minutter om at nå os.
Selve enheden er eksakt, men de afstande, der udtrykkes i den, er langtfra altid det: til nabostjernerne kender man dem på brøkdele af en procent, til lysstærke superkæmper med en spredning på snesevis af procent, og for fjerne galakser afhænger afstandene desuden af den valgte udvidelsesmodel. Et antal lysår i et opslagsværk bærer næsten altid en usikkerhed med sig, som populære billedtekster udelader.
| Størrelse | Værdi | Bemærkning |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Måleinstrumenter
laserafstandsmåling · astrometrisk satellit · cepheide · supernovaEn stige, hvor hvert trin hviler på det forrige
Det eneste tilfælde, hvor linealen er ærlig
Mod de hjørnereflektorer, der er efterladt på Månen, skyder man stadig laserpulser og fanger de tilbagevendende fotoner, der kommer én pr. flere skud. Afstanden følger direkte af løbetiden, måles altså bogstaveligt i lyssekunder, og nøjagtigheden når centimeter. Metoden virker inden for solsystemet — længere ude er der ingen til at stille en reflektor op, og linealen må vige for en kæde af indirekte metoder.
Pendlen i stedet for lineal
De nærmeste stjerner måles geometrisk: på et halvt år flytter iagttageren sig sammen med Jorden to gange afstanden til Solen, og en nær stjerne forskydes en smule i forhold til de fjerne. Vinklen for denne forskydning er en brøkdel af et buesekund, og dens reciprokke værdi giver straks afstanden i parsec, som så omregnes til lysår. En moderne astrometrisk satellit har på den måde målt over en milliard stjerner og skubbet den direkte metodes horisont ud til flere tusind lysår.
En stjerne, der selv oplyser sin lysstyrke
Cepheide-variable pulserer, og perioden for deres pulsation er fast knyttet til deres sande lysstyrke: den, der finder perioden med et stopur, ved, hvor lysstærk stjernen virkelig er, og ved at sammenligne med, hvor svag den ser ud, får man afstanden. Netop sådan viste det sig i tyverne i forrige århundrede, at Andromedatågen ligger langt uden for vores galakse, og verdens størrelse voksede fra den ene dag til den anden mange gange.
Hvor lysåret holder op med at være bekvemt
På store afstande kommer udbruddene fra supernovaer af en bestemt type, hvis lysstyrke er næsten ens, i spil, sammen med rødforskydningen af linjerne i spektret. Men her begynder enheden at få vanskeligheder: mens lyset var på vej, udvidede rummet sig, og „afstand” falder fra hinanden i flere forskellige størrelser — hvor længe lyset fløj, og hvor langt væk objektet er nu. Derfor taler kosmologien hellere om rødforskydning og overlader lysårene til populære billedtekster.
05 · Skriveregler
ly uden punktummer · præfikser for multipla · det er en længdeÅr i navnet, meter i sagen
Næsten alle fejl med denne enhed kommer af dens navn: ordet „år” trækker tiden med sig, og i teksten sniger der sig vendinger ind, hvor afstand måles i timer og fart i kilometer.
Den første skrivemåde sætter en varighed i afstandens sted og er derfor meningsløs, som „tolv kilo vej”. Den anden og fjerde bryder symbolets form: to små bogstaver, uden punktummer og uden mellemrum. Den tredje tager kalenderåret i stedet for det julianske og ændrer dermed enhedens værdi i sjette ciffer. Den femte forveksler afstand med alder: lyset var fire år undervejs, mens stjernen har eksisteret i milliarder af år. Den sjette er netop den oprindelige fejl, som alle de andre vokser ud af, og den dukker desværre op selv i billedtekster til helt seriøse illustrationer.
06 · Naboenheder
parsec · astronomisk enhed · lyssekundTre naboenheder deler et og samme afstandsområde og adskiller sig ved, hvor målet er taget fra: for parsec er det en vinkel, for den astronomiske enhed Jordens bane, for lysåret og lyssekundet løbetiden.
Fagartiklernes enhed: den er afledt direkte af en målt vinkel og ikke af tid, så man behøver ikke sætte en fremmed aftale om årets længde ind i den.
Målet for solsystemets indre anliggender: afstanden fra Jorden til Solen, fastlagt som et eksakt antal meter. Uden for Neptuns bane bliver den allerede ubekvem.
Den yngre søster af samme slags, praktisk til forbindelser: lyset er et og et kvart sekund om at nå Månen, og en samtale med den kan ikke længere føres uden mærkbare pauser.
Blandt Simetriums pas står ved siden af parsec, og til grund for begge enheder ligger den samme lyshastighed, som man også måler signalets løbetid i jordiske forbindelseslinjer med.
07 · Historisk afsnit
arkiv · 1676 → 1838 → 1851 → 1984Hvordan lysets forsinkelse blev en lineal
{title}
{text}
Søjlernes højde viser, hvilken afstand man i forskellige epoker kunne nå med direkte geometrisk måling, og det hvide mærke løber hele vejen. Bemærk, at hvert spring ikke hænger sammen med en ny teori, men med et nyt instrument: først heliometeret, så fotopladen, så en satellit placeret uden for atmosfæren.
En eksakt enhed for ueksakte afstande
Det underlige ved denne enhed er, at den er kendt fuldstændig eksakt, mens alt, hvad der måles med den, kun er kendt tilnærmelsesvis. Eksaktheden kom gratis: lyshastigheden holdt op med at blive målt i det øjeblik, meteren blev defineret ved den, og man aftalte, at det julianske år er præcis enogtredive og en halv million sekunder, og produktet af to eksakte tal kan ikke blive andet end et tredje eksakt tal.
Usikkerheden opstår i næste trin, når linealen lægges mod himlen. Afstandene til de nærmeste stjerner kendes på hundrededele af en procent, men allerede for lysstærke superkæmper som Betelgeuse når spredningen i skønnene snesevis af procent, fordi sådanne stjerners overflade i sig selv er uskarp, og parallaksen må renses ud af et dirrende billede. På galaktiske afstande træder en kæde af indirekte metoder til, og hvert trin i den lægger sin egen usikkerhed oven i den, der er arvet fra det forrige.
Deraf reglen for god skik: et antal lysår bør angives sammen med usikkerheden og den metode, det er fremkommet ved, fordi „to og et halvt tusind lysår” ud fra parallaksen og det samme tal ud fra rødforskydningen er størrelser af forskellig natur. Enheden er uden skyld heri: den er præcis, som den er defineret, og al usikkerhed kommer ikke fra linealen, men fra det, man måler med den.
Katalog over størrelser
astronomi og afstandeSI-grundenheder
fremhævet er meter og sekund — af dem er lysåret sammensatHvorhen vi ser, og hvad vi ser
året, hvor lyset tog af sted, regnes fra indeværende år| Objekt | Afstand | I parsec | Lys på vej | Lyset tog af sted | Hvad der skete dengang |
|---|---|---|---|---|---|
| {name} | {ly} | {pc} | {wait} | {when} | {era} |
Den sidste kolonne er hovedargumentet for denne enhed: den forvandler en afstand til en dato og gør derved iagttagelsen lig læsningen af breve, der er afsendt i forskellige århundreder. Man bør dog huske, at disse datoer for fjerne objekter er konventionelle: mens lyset var på vej, nåede rummet at udvide sig, og „hvor mange år det fløj” falder ikke længere sammen med „hvor langt væk objektet er nu”.